Lighting Arrester

Petir  dan Lonjakan Tegangan

 

• Petir dapat menimbulkan lonjakan tegangan melalui beberapa cara berikut. Petir dapat menyambar rumah Anda secara langsung. Hal ini dapat menimpa kabel listrik yang masuk ke rumah Anda, atau kabel listrik utama yang berjarak beberapa blok dari rumah Anda. Petir dapat menyambar kabel sirkuit cabang di dinding rumah Anda. Petir dapat menyambar benda di dekat rumah Anda seperti pohon atau tanah dan menyebabkan lonjakan arus. Lonjakan tegangan dapat disebabkan oleh petir dari awan ke awan di dekat rumah Anda. Awan bermuatan tinggi yang melewati rumah Anda juga dapat menyebabkan lonjakan tegangan.
• Lonjakan tegangan juga dapat disebabkan oleh aktivitas penyalaan dan penonaktifan standar pada motor listrik besar atau peralatan. Lonjakan ini dapat disebabkan oleh tetangga, atau oleh perusahaan atau fasilitas manufaktur yang jauh dari rumah Anda. Lonjakan ini berbahaya dan sebagian besar tidak terjadi secara diam-diam. Hal ini dapat terjadi dengan sedikit atau tanpa peringatan.

Cara Menekan Lonjakan Pencahayaan dan Tegangan:

• Ketika terjadi lonjakan tegangan, ia ingin menyamakan dirinya dan ingin melakukannya secepat mungkin. Lonjakan tersebut akan melakukan apa pun untuk menyamakan atau menetralisirnya, bahkan jika itu berarti menyebabkan arus pendek pada semua peralatan elektronik Anda.
• Cara memberikan perlindungan maksimal pada peralatan cukup sederhana. Ciptakan jalur agar lonjakan tegangan (listrik) sampai ke tanah di luar rumah Anda secepat mungkin. Dalam banyak kasus, ini bukanlah tugas yang sulit.
• Langkah pertama sederhana. Ciptakan sistem grounding yang sangat baik untuk sistem kelistrikan rumah tangga Anda. Sebagian besar rumah tidak memiliki sistem grounding yang baik. Banyak rumah memiliki satu batang grounding dan/atau pipa air bawah tanah berbahan logam yang merupakan bagian dari sistem grounding listrik. Dalam kebanyakan kasus, hal ini tidak memadai. Alasannya agak mudah dijelaskan. Bayangkan memasang selang pemadam kebakaran berukuran dua inci ke wastafel dapur Anda dan membuka nosel hingga posisi menyala penuh. Saya ragu saluran pembuangan di wastafel Anda dapat menampung semua air. Sistem grounding Anda akan bereaksi dengan cara yang sama terhadap lonjakan tegangan yang sangat besar. Sama seperti air yang keluar dari bak cuci, listrik juga melompat dari sistem grounding dan mencari tempat untuk dituju. Seringkali ia mencari microchip di perangkat elektronik Anda. Mereka adalah sasaran empuk. Mereka menawarkan jalan yang paling sedikit perlawanannya.
• Lonjakan tegangan ingin diarahkan ke sistem grounding, dan jika terjadi, lonjakan tersebut ingin segera masuk ke tanah di sekitar rumah Anda. Anda dapat mencapainya dengan memasang banyak batang grounding ke tanah di sekitar rumah Anda. Batang-batang ini harus disetujui UL dan dihubungkan dengan kawat tembaga padat berat yang dilas ke masing-masing batang pembumian. Kawat tembaga padat ini dimulai pada batang grounding di dalam panel listrik Anda dan berakhir pada batang grounding terakhir. Hindari penggunaan klem jika memungkinkan. Seiring waktu, sambungan pada penjepit dapat terkorosi atau menjadi longgar sehingga menimbulkan hambatan yang luar biasa. Ini akan bertindak sebagai penghalang listrik yang mencoba masuk ke tanah di sekitar rumah Anda.
• Batang pembumian harus berjarak setidaknya sepuluh kaki satu sama lain. Mereka harus ditempatkan di tanah yang mudah menerima listrik. Tanah liat yang lembab sangat diinginkan. Tanah berbatu, berpasir, atau berkerikil umumnya mempunyai faktor ketahanan yang tinggi. Listrik sulit disalurkan ke dalamnya. Pembacaan resistansi harus berada dalam kisaran 10 hingga 30 ohm. Semakin rendah semakin baik.
• Langkah kedua dalam perlindungan lonjakan arus rumah tangga adalah memasang penangkal petir di dalam panel servis listrik Anda. Perangkat ini bisa sangat efektif dalam mencegat lonjakan tegangan besar yang mengalir di saluran listrik. Perangkat ini menangkap lonjakan tegangan dan ‘mengalirkannya’ ke kabel ground yang baru saja kita bicarakan. Jika karena alasan tertentu Anda tidak mempunyai kabel ground yang cukup besar, atau batang ground yang cukup, arester tidak dapat melakukan tugasnya. Itu harus mampu mengirimkan gelombang dengan cepat ke tanah di luar rumah Anda. Hampir setiap produsen pemutus sirkuit membuat satu pemutus sirkuit yang dapat dipasang di dalam panelnya. Mereka dapat dipasang oleh pemilik rumah yang berpengalaman menangani panel tegangan tinggi. Jika Anda tidak memiliki kemampuan ini, mintalah teknisi listrik berpengalaman memasangkannya untuk Anda.
• Langkah terakhir dalam rencana proteksi adalah memasang perangkat penekan lonjakan ‘titik penggunaan’. Seringkali Anda akan melihat ini disebut ‘penekan lonjakan tegangan transien’. Ini adalah garis pertahanan terakhir Anda. Mereka hanya mampu menghentikan lonjakan tegangan sisa yang melewati sistem grounding dan penangkal petir. Mereka tidak dapat melindungi perangkat elektronik Anda sendiri. Mereka harus digunakan bersama dengan sistem grounding dan penangkal petir. Jangan terbuai dengan rasa aman palsu jika Anda hanya menggunakan salah satu perangkat ini.
• Perangkat penekan lonjakan arus ‘titik penggunaan’ tersedia dalam berbagai tingkat kualitas. Beberapa jauh lebih baik dari yang lain. Yang membedakannya adalah beberapa hal. Secara umum, Anda melihat seberapa cepat waktu respons mereka. Hal ini sering disebut sebagai kecepatan penjepitan. Juga, lihat seberapa tinggi lonjakan tegangan yang akan mereka tekan. Pastikan perangkat memiliki tingkat penekanan nilai UL maksimum 500 volt. Periksa apakah ada indikator, baik visual atau audio, yang memberi tahu Anda jika tidak berfungsi. Unit yang lebih baik menawarkan keduanya, jika Anda memasang perangkat di luar pandangan. Periksa untuk melihat apakah ia menawarkan berbagai mode sehubungan dengan perlindungan. Misalnya, apakah perangkat menawarkan perlindungan terhadap lonjakan arus yang terjadi antara phasa dan netral, antara phasa dan ground, serta antara netral dan ground. Ada perbedaan! Periksa untuk melihat apakah ia memonitor gelombang sinus normal dari arus rumah tangga biasa. Lonjakan dapat menyebabkan ketidakteraturan pada pola gelombang tersebut. Perangkat penekan lonjakan arus transien yang baik mampu menyerap lonjakan tegangan ini. Terakhir, nilai joule. Cobalah untuk menemukan perangkat yang memiliki nilai joule 140 atau lebih tinggi. Rumah pemasok listrik sering kali menjadi tempat terbaik untuk mencari perangkat berkualitas tinggi ini.
• Beberapa perangkat juga dapat melindungi peralatan telepon Anda secara bersamaan. Hal ini sangat penting bagi individu yang memiliki modem komputer. Lonjakan tegangan yang besar juga dapat terjadi pada saluran telepon. Lonjakan ini dapat masuk ke komputer Anda melalui saluran telepon! Jangan lupa untuk melindungi jalur ini juga. Selain itu, pastikan kabel ground telepon terhubung ke sistem grounding listrik.

Apa yang di maksud Surge Arrester

• Arester surja adalah perangkat yang membantu mencegah kerusakan peralatan akibat tegangan tinggi. Arester menyediakan jalur impedansi rendah ke tanah untuk arus dari sambaran petir atau tegangan transien dan kemudian mengembalikan ke kondisi pengoperasian normal.
• Arester surja dapat dibandingkan dengan katup pelepas pada ketel atau pemanas air panas. Ini akan melepaskan tekanan tinggi hingga kondisi pengoperasian normal tercapai. Ketika tekanan kembali normal, katup pengaman siap untuk pengoperasian berikutnya.
• Ketika tegangan tinggi (lebih besar dari tegangan saluran normal) terdapat pada saluran, arester segera menyediakan jalur ke tanah dan dengan demikian membatasi dan mengalirkan kelebihan tegangan. Arester harus memberikan keringanan ini dan kemudian mencegah aliran arus lebih lanjut ke tanah. Arester mempunyai dua fungsi; ia harus menyediakan titik di sirkuit di mana pulsa tegangan berlebih dapat mengalir ke ground dan dalam hitungan detik, untuk mencegah arus lanjutan mengalir ke ground.

Penyebab tegangan berlebih

• Penyebab internal
• Penyebab eksternal

Penyebab internal

• Lonjakan arus Switching : Tegangan berlebih yang dihasilkan pada sistem tenaga listrik akibat switching dikenal sebagai switching surge.
• Kegagalan isolasi : Kasus kegagalan isolasi yang paling umum dalam sistem tenaga listrik adalah pengardean konduktor (yaitu kegagalan isolasi antara saluran dan bumi) yang dapat menyebabkan tegangan lebih pada sistem
• Arcing ground : Fenomena busur intermiten yang terjadi pada gangguan line ke tanah pada sistem 3 fasa dengan akibat produksi transien dikenal sebagai arcing ground.
• Resonansi : Terjadi dalam sistem kelistrikan ketika reaktansi induktif rangkaian menjadi sama dengan reaktansi kapasitif. di bawah resonansi, impedansi rangkaian sama dengan resistansi rangkaian dan pf adalah satu.

Jenis sambaran petir

• Sambaran langsung : Pada sambaran langsung, pelepasan petir langsung dari awan ke peralatan sasaran. Dari saluran tersebut, jalur arus mungkin melewati isolator turun dari tiang ke tanah.
• Sambaran tidak langsung : sambaran tidak langsung dihasilkan dari muatan elektro statis yang diinduksi pada konduktor karena adanya awan muatan.

Dampak buruk petir

• Pergerakan muatan listrik yang dihasilkan akibat petir akan menghancurkan isolator.
• Jika muatan listrik mengenai belitan trafo atau generator, hal ini dapat menyebabkan kerusakan yang cukup besar.

Perlindungan terhadap petir

• Berbagai jenis perangkat pelindung
• Pembumian
• Kabel ground di atas
• Penangkal petir

a. Pembumian

• Pembangkit listrik & gardu induk dapat dilindungi dari sambaran petir langsung dengan menyediakan pelindung pembumian.
• Saat terjadi sambaran langsung pada stasiun, pembumian menyediakan jalur resistansi rendah yang melaluinya gelombang petir dihantarkan ke tanah.
• Batasan:  Tidak memberikan perlindungan terhadap pergerakan muatan listrik yang mungkin mencapai peralatan di pembangkit.

b. Kabel ground di atas

• Ini adalah cara paling efektif untuk memberikan perlindungan pada saluran transmisi terhadap sambaran petir langsung.
• Ini memberikan efek redaman pada gangguan apa pun yang berjalan di sepanjang saluran karena ia bertindak sebagai hubung pendek sekunder.
• Batasan: Membutuhkan biaya tambahan. Ada kemungkinan putus dan jatuh melintasi konduktor saluran, sehingga menyebabkan gangguan hubung singkat.

c. Penangkal Petir

• Merupakan alat pelindung yang menghantarkan lonjakan tegangan tinggi pada sistem tenaga ke ground
• Pembumian dan kabel ground gagal memberikan perlindungan terhadap pergerakan arus listrik. Penangkal petir memberikan perlindungan terhadap lonjakan arus.

AC Power Surge Arrester

• Tipe 1 : Pelindung Lonjakan Arus

Pelindung lonjakan arus tipe 1 dirancang untuk dipasang di tempat yang risiko sambaran petir langsung tinggi, terutama bila bangunan dilengkapi dengan sistem proteksi petir eksternal (LPS atau penangkal petir). Dalam situasi ini standar IEC 61643-11 memerlukan pengujian Kelas I untuk diterapkan pada pelindung lonjakan arus : pengujian ini ditandai dengan injeksi arus impuls 10/350 s untuk mensimulasikan konsekuensi sambaran petir langsung. Oleh karena itu, pelindung lonjakan arus Tipe 1 ini harus sangat kuat untuk menghantarkan arus impuls energi tinggi ini.

• Tipe 2 : Pelindung lonjakan arus 

Pelindung lonjakan arus tipe 2 dirancang untuk dipasang pada awal pemasangan, di switchboard utama, atau di dekat terminal sensitif, pada instalasi tanpa LPS (penangkal petir). Pelindung ini diuji mengikuti pengujian Kelas II dari IEC61643-11 berdasarkan injeksi arus impuls 8/20 μs.

• tipe 3 : Pelindung lonjakan arus 

Dalam kasus peralatan yang sangat sensitif atau terpencil, diperlukan pelindung lonjakan tahap sekunder: SPD berenergi rendah ini dapat berupa Tipe 2 atau Tipe 3. SPD Tipe 3 diuji dengan bentuk gelombang kombinasi (1,2/50 μs – 8/20 μs ) setelah ujian Kelas III.

Types of Lightning Arrestors according to Class:

1. Kelas Stasiun

Arester kelas stasiun biasanya digunakan di pembangkit listrik atau gardu induk serta struktur dan area bertegangan tinggi lainnya. Penahan ini melindungi terhadap petir dan tegangan berlebih, ketika perangkat listrik memiliki lebih banyak arus dalam sistem daripada yang dapat ditangani. Arester ini dirancang untuk melindungi peralatan di atas kisaran 20 mVA.

2. Kelas Menengah

Seperti arrester kelas stasiun, arresterbkelas menengah melindungi terhadap lonjakan petir dan tegangan berlebih, namun dirancang untuk digunakan di area peralatan tegangan menengah, seperti stasiun utilitas listrik, gardu induk, trafo, atau peralatan gardu induk lainnya. Arester ini dirancang untuk digunakan pada peralatan dalam kisaran 1 hingga 20 mVA.

3. Kelas Distribusi

Arester kelas distribusi paling banyak ditemukan pada trafo, baik tipe kering maupun berisi cairan. Arester ini ditemukan pada peralatan dengan daya 1000 kVA atau kurang. Arester  ini kadang-kadang ditemukan pada saluran terbuka yang mempunyai hubungan langsung dengan mesin yang berputar.

4. Kelas Menengah

Penangkal petir kelas menengah dirancang untuk melindungi sebagian besar rumah dan bisnis dari sambaran petir, dan diwajibkan oleh sebagian besar peraturan kelistrikan, menurut, Inc., sebuah perusahaan perlindungan tenaga listrik. Arester ini menyebabkan kelebihan tegangan tinggi ke tanah, meskipun tidak menutup seluruh tegangan lebih akibat lonjakan arus. Arester kelas sekunder menawarkan perlindungan paling sedikit pada sistem kelistrikan, dan biasanya tidak melindungi teknologi solid state, atau apa pun yang memiliki mikroprosesor.

Memilih Arrester Surge Listrik AC yang tepat

• Pelindung lonjakan daya AC dirancang untuk mencakup semua kemungkinan konfigurasi pada instalasi tegangan rendah. Mereka tersedia dalam banyak versi, yang berbeda dalam:
• kelas tes (1, 2 atau 3)
• Tegangan operasi (Uc)
• Konfigurasi jaringan AC (Tunggal/3 Fase)
• Arus pelepasan (Iimp, Imax, In)
• Tingkat perlindungan (Naik)
• Teknologi proteksi (varistor, varistor tabung gas, filter)
• Fitur (redundansi, mode diferensial, plug-in, sinyal jarak jauh…).
• Pemilihan proteksi lonjakan arus harus dilakukan dengan mengikuti persyaratan peraturan kelistrikan setempat (yaitu: nilai minimum untuk In) dan kondisi spesifik (yaitu: kepadatan petir yang tinggi).

Prinsip Kerja Lighting Arrester

• Layar pembumian dan kabel pembumian dapat melindungi sistem kelistrikan dengan baik terhadap sambaran petir langsung namun gagal memberikan perlindungan terhadap perjalanan gelombang , yang dapat mencapai peralatan terminal. Penangkal petir atau pengalih lonjakan memberikan perlindungan terhadap lonjakan tersebut. Penangkal petir atau pengalih lonjakan arus adalah alat pelindung yang menghantarkan lonjakan tegangan tinggi pada sistem tenaga ke tanah.
• Layar pembumian dan kabel pembumian dapat melindungi sistem kelistrikan dengan baik terhadap sambaran petir langsung namun gagal memberikan perlindungan terhadap gelombang perjalanan, yang dapat mencapai peralatan terminal. Penangkal petir atau pengalih lonjakan memberikan perlindungan terhadap lonjakan tersebut. Penangkal petir atau pengalih lonjakan arus adalah alat pelindung yang menghantarkan lonjakan tegangan tinggi pada sistem tenaga ke tanah.

• Gambar menunjukkan bentuk dasar pengalih lonjakan arus. Ini terdiri dari celah percikan yang dihubungkan secara seri dengan resistor non-linier. Salah satu ujung pengalih dihubungkan ke terminal peralatan yang akan dilindungi dan ujung lainnya dibumikan secara efektif. Panjang celah diatur sedemikian rupa sehingga tegangan normal tidak cukup untuk menimbulkan busur listrik tetapi tegangan tinggi yang berbahaya akan merusak isolasi udara dan membentuk busur. Sifat resistansi non-linier adalah resistansinya meningkat seiring dengan meningkatnya tegangan (atau arus) dan sebaliknya.Hal ini jelas dari karakteristik volt/amp resistor yang ditunjukkan pada Gambar
• Cara kerja penangkal petir atau pengalih lonjakan arus adalah sebagai berikut:
  (i) Dalam pengoperasian normal, penangkal petir berada di luar jalur, yaitu tidak menghantarkan arus ke bumi atau celahnya tidak menghantarkan listrik.
  (ii) Pada saat terjadinya tegangan berlebih, insulasi udara yang melewati celah tersebut rusak dan terbentuk busur yang menyediakan jalur resistansi rendah untuk lonjakan ke tanah. Dengan cara ini, kelebihan muatan pada saluran akibat lonjakan arus tidak berbahaya dialirkan melalui arester ke tanah dan bukannya dikirim kembali melalui saluran.
  (iii) Perlu disebutkan fungsi resistor non-linier dalam pengoperasian arester. Ketika celah tersebut terjadi karena tegangan berlebih, busur listrik akan menjadi hubungan pendek pada sistem tenaga dan dapat menyebabkan arus mengikuti daya pada arester. Karena karakteristik resistor adalah memberikan resistansi rendah terhadap tegangan (atau arus) tinggi, hal ini memberikan efek korsleting. Setelah lonjakan selesai, resistor memberikan resistansi tinggi untuk membuat celah tidak menghantarkan listrik.

Jenis LA untuk Aplikasi Outdoor:

Ada beberapa jenis penangkal petir yang umum digunakan. Peralatan hanya berbeda dalam detail konstruksi tetapi beroperasi dengan prinsip yang sama, memberikan jalur resistansi rendah untuk lonjakan ke putaran.

1. Rod arrester

2. Horn gap arrester

3. Multi gap arrester

4. Expulsion type lightning arrester

5. Valve type lightning arrester

(1) Rod arrester

• Ini adalah jenis pengalih yang sangat sederhana dan terdiri dari dua batang berukuran 1,5 cm, yang ditekuk pada sudut siku-siku dengan celah di antaranya seperti yang ditunjukkan pada Gambar.
• Satu batang dihubungkan ke rangkaian saluran dan batang lainnya dihubungkan ke bumi. Jarak antara celah dan isolator (yaitu jarak P) tidak boleh kurang dari sepertiga panjang celah agar busur tidak mencapai isolator dan merusaknya. Umumnya, panjang celah diatur sedemikian rupa sehingga kerusakan harus terjadi pada 80% tegangan percikan untuk menghindari aliran muka gelombang yang sangat curam melintasi isolator.
• Rangkaian isolator untuk saluran udara pada busing transformator sering kali mempunyai celah batang di atasnya. Gambar  menunjukkan celah batang melintasi busing transformator. Dalam kondisi pengoperasian normal, celah tersebut tetap tidak menghantarkan listrik. Ketika terjadi lonjakan tegangan tinggi pada saluran, celah tersebut akan menyala dan arus lonjakan dialirkan ke bumi. Dengan cara ini kelebihan muatan pada saluran akibat lonjakan arus tidak berbahaya dan dialirkan ke bumi.

Keterbatasan:

(i) Setelah lonjakan arus berakhir, busur di celah dipertahankan oleh tegangan suplai normal, yang menyebabkan hubungan pendek pada sistem.

(ii) Batang dapat meleleh atau rusak karena panas berlebih yang dihasilkan oleh busur.

(iii) Kondisi iklim (misalnya hujan, kelembapan, suhu, dll.) mempengaruhi kinerja arester celah batang.

(iv) Polaritas lonjakan juga mempengaruhi kinerja arester ini.

Karena keterbatasan di atas, arester celah batang hanya digunakan sebagai pelindung cadangan pada arester utama.

2) Horn gap arrester

• Gambar menunjukkan arester celah tanduk. Terdiri dari batang logam berbentuk tanduk A dan B yang dipisahkan oleh celah udara kecil. Tanduknya dibuat sedemikian rupa sehingga jarak di antara mereka secara bertahap meningkat ke arah atas seperti yang ditunjukkan.
• Tanduknya dipasang pada isolator porselen. Salah satu ujung klakson dihubungkan ke saluran melalui kumparan resistansi dan tersedak L, sedangkan ujung lainnya dihubungkan ke ground secara efektif.
• Resistansi R membantu membatasi arus ikuti ke nilai yang kecil. Kumparan tersedak dirancang sedemikian rupa sehingga menawarkan reaktansi kecil pada frekuensi daya normal tetapi reaktansi sangat tinggi pada frekuensi transien. Dengan demikian tersedak tidak memungkinkan transien memasuki peralatan yang dilindungi.
• Jarak antar klakson diatur sedemikian rupa sehingga tegangan suplai normal tidak cukup untuk menyebabkan busur listrik melintasi celah tersebut.

• Dalam kondisi normal, celah tersebut bersifat non-konduktif yaitu tegangan suplai normal tidak cukup untuk memulai busur di antara celah tersebut. Pada saat terjadinya tegangan berlebih, percikan api terjadi melintasi celah kecil G. Udara panas di sekitar busur dan efek magnetik busur menyebabkan busur merambat ke atas celah tersebut. Busur bergerak secara progresif ke posisi 1, 2 dan 3.
• Pada beberapa posisi busur (posisi 3), jaraknya mungkin terlalu jauh bagi tegangan untuk mempertahankan busur; akibatnya, busurnya padam. Kelebihan muatan pada saluran dialirkan melalui arester ke tanah.

(3) Multi Gap Arrester:

• Gambar menunjukkan arester multi celah. Ini terdiri dari serangkaian silinder logam (umumnya paduan seng) yang diisolasi satu sama lain dan dipisahkan oleh celah udara kecil. Silinder pertama (yaitu A) secara seri dihubungkan ke saluran dan silinder lainnya ke tanah melalui resistansi seri. Resistansi seri membatasi busur listrik. Dengan dimasukkannya resistansi seri, tingkat proteksi terhadap gelombang berjalan berkurang.
• Untuk mengatasi kesulitan ini, beberapa celah (B ke C pada Gambar) dihalangi oleh hambatan. Dalam kondisi normal, titik B berada pada potensial bumi dan tegangan suplai normal tidak mampu memutus celah seri. Pada saat terjadinya tegangan lebih maka terjadi putusnya celah seri A ke B.
• Arus deras setelah kerusakan akan memilih jalur lurus menuju bumi melalui celah shunt B dan C, daripada jalur alternatif melalui resistansi shunt.

• Oleh karena itu lonjakan arus berakhir, busur B ke C padam dan arus daya apa pun yang mengikuti lonjakan dibatasi oleh dua resistansi (resistansi shunt dan resistansi seri) yang sekarang dirangkai seri. Arus terlalu kecil untuk mempertahankan busur di celah A ke B dan kondisi normal kembali. Arester tersebut dapat digunakan bila tegangan sistem tidak melebihi 33kV.

(4) Expulsion Type Arrester:

• Arester jenis ini juga disebut ‘tabung pelindung’ dan umumnya digunakan pada sistem yang beroperasi pada tegangan hingga 33kV. Gambar menunjukkan bagian-bagian penting dari penangkal petir tipe pengusiran.
• Ini pada dasarnya terdiri dari celah batang AA’ secara seri dengan celah kedua yang tertutup di dalam tabung serat. Celah pada tabung serat dibentuk oleh dua elektroda. Elektroda atas dihubungkan ke celah batang dan elektroda bawah dihubungkan ke bumi. Satu arester pengusiran ditempatkan di bawah setiap konduktor saluran. Gambar menunjukkan pemasangan arester pengusiran pada saluran udara.

• Pada saat terjadinya tegangan berlebih pada saluran, celah seri AA’ terbentang dan busur terjepit di antara elektroda-elektroda dalam tabung. Panas busur menguapkan sebagian serat dinding tabung sehingga menghasilkan produksi gas netral. Dalam waktu yang sangat singkat, gas membentuk tekanan tinggi dan dikeluarkan melalui elektroda bawah yang berlubang. Saat gas meninggalkan tabung dengan keras, gas tersebut membawa udara terionisasi di sekitar busur. Efek deionisasi ini umumnya sangat kuat sehingga busur padam pada arus nol dan tidak akan terbentuk kembali.

Keuntungan:

(i) Harganya tidak terlalu mahal.

(ii) Bentuk arester celah batang yang lebih baik karena menghalangi aliran arus mengikuti frekuensi daya

(iii) Dapat dipasang dengan mudah.

Kerugian:

(i) Arester tipe ekspulsi hanya dapat melakukan sejumlah operasi terbatas karena pada setiap operasi sebagian bahan serat digunakan.

(ii) Arester jenis ini tidak dapat dipasang pada peralatan tertutup karena keluarnya gas selama pengoperasian.

5) Valve Type Arrester:

• Arester tipe katup menggunakan resistor non linier dan banyak digunakan pada sistem yang beroperasi pada tegangan tinggi. Gambar menunjukkan berbagai bagian arester tipe katup. Ini terdiri dari dua rakitan (i) celah percikan seri dan (ii) cakram resistor non-linier yang disusun seri. Elemen non-linier dihubungkan secara seri dengan celah percikan. Kedua rakitan tersebut ditampung dalam wadah porselen yang rapat.
• Celah percikan adalah kumpulan ganda yang terdiri dari sejumlah celah percikan identik yang disusun secara seri. Setiap celah terdiri dari dua elektroda dengan jarak celah tetap. Distribusi tegangan melintasi celah adalah garis yang dinaikkan melalui elemen resistansi tambahan yang disebut resistor pemeringkatan melintasi celah. Jarak celah seri sedemikian rupa sehingga dapat menahan tegangan rangkaian normal. Namun tegangan berlebih akan menyebabkan celah rusak sehingga menyebabkan lonjakan arus ke ground melalui resistor non-linier.
• Cakram resistor non-linier terbuat dari senyawa anorganik seperti tiroid atau metrosil. Disk-disk ini dihubungkan secara seri. Resistor non-linier mempunyai sifat menawarkan resistansi tinggi terhadap aliran arus ketika tegangan sistem normal diterapkan, namun resistansi rendah terhadap aliran arus lonjakan tinggi. Dengan kata lain, resistansi elemen non-linier ini berkurang seiring dengan peningkatan arus yang melaluinya dan sebaliknya.

Cara kerja :

• Dalam kondisi normal, tegangan sistem normal tidak cukup untuk menyebabkan rusaknya rakitan celah udara. Pada saat terjadinya tegangan berlebih, terjadi kerusakan pada celah percikan seri dan arus lonjakan dialirkan ke bumi melalui resistor non-linier. Karena besarnya arus lonjakan sangat besar, elemen non-linier akan memberikan resistansi yang sangat rendah terhadap lewatnya lonjakan. Hasilnya adalah lonjakan tersebut akan dengan cepat menuju ke bumi dan bukannya dikirim kembali melalui jalur tersebut. Ketika lonjakan arus berakhir, resistor non-linier mengambil resistansi tinggi untuk menghentikan aliran arus.

(6) Arester silikon karbida:

• Sejumlah besar arester silikon karbida masih digunakan. Arester silikon karbida memiliki beberapa karakteristik listrik yang tidak biasa. Ia mempunyai resistansi yang sangat tinggi terhadap tegangan rendah, namun resistansinya sangat rendah terhadap tegangan tinggi.
• Ketika petir menyambar atau terjadi tegangan transien pada sistem, terjadi kenaikan tegangan dan arus secara tiba-tiba. Resistensi silikon karbida rusak sehingga memungkinkan arus dialirkan ke ground. Setelah lonjakan berlalu, ketahanan blok silikon karbida meningkat sehingga memungkinkan pengoperasian normal.
• Arester silikon karbida menggunakan resistor nonlinier yang terbuat dari silikon karbida terikat yang ditempatkan secara seri dengan celah. Fungsi celah adalah untuk mengisolasi resistor dari tegangan sistem keadaan tunak normal. Salah satu kelemahan utama adalah kesenjangan memerlukan desain yang rumit untuk memastikan tingkat percikan yang konsisten dan pembersihan positif (penyegelan kembali) setelah lonjakan berlalu. Harus diketahui bahwa selama periode operasi, partikel tembaga yang meleleh dapat terbentuk yang dapat menyebabkan penurunan tegangan rusaknya akibat efek pinpoint. Selama periode waktu tertentu, celah arester akan rusak pada tegangan berlebih yang kecil atau bahkan pada tegangan operasi normal. Kehati-hatian harus diberikan pada arester yang rusak namun katup pelepas tekanan berlebih tidak beroperasi. Tekanan ini dapat menyebabkan arester mati.

(7) Metal Oxide Arrestor:

• Arester MOV merupakan arester yang biasa dipasang saat ini
• Arester oksida logam tidak memiliki celah, tidak seperti arester SIC. Desain “tanpa celah” ini menghilangkan panas tinggi yang terkait dengan pelepasan busur api.
• Arester MOV memiliki dua peringkat tegangan: siklus kerja dan tegangan operasi kontinu maksimum, tidak seperti silikon karbida yang hanya memiliki peringkat siklus kerja. Arester surja oksida logam yang menggunakan blok seng oksida memberikan kinerja terbaik, karena konduksi tegangan lonjakan dimulai dan dihentikan dengan cepat pada tingkat tegangan yang tepat, sehingga meningkatkan perlindungan sistem. Kegagalan berkurang, karena tidak ada kemungkinan kontaminasi celah udara; tetapi selalu ada nilai arus bocor yang kecil pada frekuensi operasi.
• Penting bagi personel penguji untuk menyadari bahwa ketika arester oksida logam diputuskan sambungannya dari saluran berenergi, sejumlah kecil muatan statis dapat tertahan oleh arester. Sebagai tindakan pencegahan keselamatan, penguji harus memasang ground sementara untuk melepaskan energi yang tersimpan.
• Peringkat siklus kerja: Arester silikon karbida dan MOV memiliki peringkat siklus kerja dalam KV, yang ditentukan oleh pengujian siklus kerja. Pengujian siklus kerja suatu arester dilakukan dengan memberikan tegangan rms AC pada arester yang sama dengan ratingnya selama 24 menit. Dimana arester harus mampu menahan sambaran petir dengan interval 1 menit.
• Peringkat tegangan operasi kontinu maksimum: Peringkat MCOV biasanya 80 hingga 90% dari peringkat siklus kerja.

Pemasangan LA:

• Arester harus dihubungkan ke ground dengan resistansi rendah untuk pelepasan arus lonjakan yang efektif.
• Arester harus dipasang dekat dengan peralatan yang akan dilindungi & dihubungkan dengan kabel sependek mungkin pada sisi saluran & ground untuk mengurangi efek induktif kabel saat mengalirkan arus lonjakan yang besar.

Pemeliharaan LA:

• Membersihkan bagian luar rumah arester.
• Saluran harus dihilangkan energinya sebelum menangani arester.
• Sambungan bumi harus diperiksa secara berkala.
• Untuk mencatat pembacaan penghitung lonjakan arus.
• Kabel saluran diikat erat ke konduktor saluran dan arester
• Kabel ground diikat erat ke terminal arester dan ground.